Android 4.4 音量调节流程分析(二)

　　之前在Android 4.4 音量调节流程分析(一)里已经有简单的分析音量控制的流程，今天想接着继续分析下音量大小计算的方法。对于任一播放文件而言其本身都有着固定大小的音量Volume_Max，而在AudioPolicyManagerBase.cpp文件中音量调节可以理解为在Volume_Max的基础上乘以系数κ（0≤κ≤1）。

　　现在对AudioPolicyManagerBase.cpp中volIndexToAmpl函数做具体分析，volIndexToAmpl的函数定义如下：

float AudioPolicyManagerBase::volIndexToAmpl(audio_devices_t device, const StreamDescriptor& streamDesc,
        int indexInUi)
{
    device_category deviceCategory = getDeviceCategory(device);
    const VolumeCurvePoint *curve = streamDesc.mVolumeCurve[deviceCategory];
　　
    // the volume index in the UI is relative to the min and max volume indices for this stream type
    int nbSteps = 1 + curve[VOLMAX].mIndex -
            curve[VOLMIN].mIndex;
    int volIdx = (nbSteps * (indexInUi - streamDesc.mIndexMin)) /
            (streamDesc.mIndexMax - streamDesc.mIndexMin);

    // find what part of the curve this index volume belongs to, or if it's out of bounds
    int segment = 0;
    if (volIdx < curve[VOLMIN].mIndex) {         // out of bounds
        return 0.0f;
    } else if (volIdx < curve[VOLKNEE1].mIndex) {
        segment = 0;
    } else if (volIdx < curve[VOLKNEE2].mIndex) {
        segment = 1;
    } else if (volIdx <= curve[VOLMAX].mIndex) {
        segment = 2;
    } else {                                                               // out of bounds
        return 1.0f;
    }

    // linear interpolation in the attenuation table in dB
    float decibels = curve[segment].mDBAttenuation +
            ((float)(volIdx - curve[segment].mIndex)) *
                ( (curve[segment+1].mDBAttenuation -
                        curve[segment].mDBAttenuation) /
                    ((float)(curve[segment+1].mIndex -
                            curve[segment].mIndex)) );

    float amplification = exp( decibels * 0.115129f); // exp( dB * ln(10) / 20 )

    return amplification;
}

　　在该段代码内，主要是获取以下的7个变量值：

　　1.deviceCategory:Android系统中设备种类有如下三种，即DEVICE_CATEGORY_HEADSET,DEVICE_CATEGORY_SPEAKER & DEVICE_CATEGORY_EARPIECE。若当前使用Speaker播放音频流时，则deviceCategory即对应DEVICE_CATEGORY_SPEAKER；

　　

　　2.curve:音量曲线是由Audio_Stream & device_Category两者共同决定，所有匹配类型都可以在sVolumeProfiles矩阵中获得，以Audio_Stream = AUDIO_STREAM_MUSIC & device_Category = DEVICE_CATEGORY_SPEAKER为例，则其对应的音量曲线为 sSpeakerMediaVolumeCurve；

sSpeakerMediaVolumeCurve:（以该音量曲线为例作数值计算）

const AudioPolicyManagerBase::VolumeCurvePoint
    AudioPolicyManagerBase::sSpeakerMediaVolumeCurve[AudioPolicyManagerBase::VOLCNT] = {
    {1, -59.1f}, {20, -48.3f}, {60, -24.4f}, {100, 0.0f}
};

　　从sSpeakerMediaVolumeCurve数组可以知道是由4个点来将音量曲线分为4个部分，分别为1~20、20~60、60~100。其中每个点中参数含义为：

class VolumeCurvePoint
{
public:
    int mIndex;//百分制下标
    float mDBAttenuation;//衰减
};

　　

　　3.nbSteps:为了避免计算时出现循环小数，系统中将UI界面VolumeIndex转化为0~100，以sSpeakerMediaVolumeCurve为例，curve[VOLMAX].mIndex = 100，curve[VOLMIN].mIndex = 1，所以nbSteps = 1 + 100 -1 = 100；

　　4.volIdx:volIdx的求解过程其实就是将UI界面的音量Index转化为百进制的过程，其中AudioStream对应的indexInUi_Max可以在AudioService.java中获得，STREAM_MUSIC对应数值为15，故streamDesc.mIndexMax = 15，streamDesc.mIndexMin = 0，则volIdx = (20/3)*indexInUi。

//AudioService.java
/** @hide Maximum volume index values for audio streams */
private static final int[] MAX_STREAM_VOLUME = new int[] {
     5,  // STREAM_VOICE_CALL
     7,  // STREAM_SYSTEM
     7,  // STREAM_RING
     15, // STREAM_MUSIC
     7,  // STREAM_ALARM
     7,  // STREAM_NOTIFICATION
     15, // STREAM_BLUETOOTH_SCO
     7,  // STREAM_SYSTEM_ENFORCED
     15, // STREAM_DTMF
     15  // STREAM_TTS
};

　　

　　5.segment:是用来确定UI音量界面上的VolumeIndex转化为百进制处于哪一个区间内。

　　6.decibels:VolumeIndex对应的音量衰减，单位为dB。其计算公式如下图所示：

                    

　　若想实现speaker每音阶之间的衰减差为M（dB），其计算方法就是计算decibels_Index_N & decibels_Index_(N+1)之间的差值。为了方便计算，可以默认N & N+1属于同一segment，这样

　　                                                    

　　因为curve[VOLMAX].mDBAttenuation一般为0，即不衰减状态（当然也有可能为负数，但不管怎样，curve[VOLMAX].mDBAttenuation是最容易确定的值），所以一般计算是从segment = 2开始计算，这样在60~100区间内Δdecibels的值就为：

　　Δdecibels = (20/3)*((0 - curve[2].mDBAttenuation)/(100 - 60)) = -(curve[2].mDBAttenuation/6)

　　令Δdecibels = M，则curve[2].mDBAttenuation = -6M，依次类推curve[1].mDBAttenuation = -12M，curve[0].mDBAttenuation = -15M。

　　7.amplification:放大/缩小倍数。将求得的decibels带入公式就可以直接求到，没有什么特别要说的。

　　总结：该篇文章以sSpeakerMediaVolumeCurve为例，描述了音量衰减值的计算过程。其它音量曲线调节可以按照该方法同样实现。